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Donnerstag, 05.03.2020 Kleine Materialkunde

„Was ist das eigentlich für ein Zeug?“. So wird sich manch angehender Modellpilot fragen, wenn er zum ersten Mal ein Flugmodell in seinen Händen hält. Ist es weiß mit einer etwas leicht porigen Oberfläche, so dürfte es sich um einen Schaumstoff handeln. Ist die Oberfläche glatt und glänzend und dazu noch mehrfarbig, so haben wir wahrscheinlich ein aus Holz gebautes Modell vor uns, das mit Folie bespannt wurde. Materialien also, wie sie unterschiedlicher kaum sein können.

 

Geschäumtes

Gerade – aber nicht nur – für Modelle im Einsteigerbereich hat sich Schaumstoff als Material sehr gut bewährt. Die geschäumten Bauteile sind sehr leicht, lassen sich gut bearbeiten, sind preisgünstig in der Fertigung hoher Stückzahlen, bruchunempfindlich und im Falle des Falles leicht zu reparieren. Doch Schaum ist nicht gleich Schaum. Mittlerweile gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Schäume mit ganz speziellen Eigenschaften.

Der Urvater des Schaummaterials ist das bekannte Styropor – ein expandierter Schaumstoff aus Polystyrol. Aufgrund seiner geringeren mechanischen Festigkeit findet es im Flugmodellbau nur noch selten Verwendung. Ein weiterer Nachteil ist die Empfindlichkeit gegenüber Lösungsmitteln wie sie in vielen Klebstoffen oder Lacken vorkommen. Ein paar Tropfen genügen, um ein relativ großes Loch ins Styropor zu "fressen".

 

Spezial-Schäume

Darunter fallen Schaumstoffe mit Bezeichnungen wie Arcel, Elapor oder Solidpor – je nach Hersteller. Sie sind äußerlich dem Styropor sehr ähnlich und zeichnen sich durch hohe Belastbarkeit und Elastizität aus. Deswegen sind sie für den Flugmodellbau besonders geeignet. Außerdem sind sie unempfindlicher gegen Lösungsmittel, dennoch lassen sich diese Schäume nicht mit allen Klebstoffen sicher verbinden. Wie auf dem Bild zu sehen ist, werden geschäumte Tragflächen zusätzlich verstärkt – in diesem Fall durch ein CFK-Rohr (Karbonfaserverstärkter Kunststoff), welches zudem beide Tragflächenhälften verbindet.

 

EPP

Mit EPP wird ein expandiertes Polypropylen bezeichnet. EPP ist beständig gegenüber fast allen organischen Lösungsmitteln und Fetten und dazu noch sehr widerstandsfähig.

EPP-Teile werden mit einem Heißdraht auf Form geschnitten, die Oberfläche ist recht grobporig. Es lässt sich stark zusammendrücken und verbiegen, nimmt beim Nachlassen des Druckes aber seine ursprüngliche Form wieder ein.

 

Hölzer

Im Flugmodellbau findet überwiegend Balsa-, Birken-, Buchen-, Kiefern- und Pappelholz Verwendung. Balsaholz ist ein sehr leichter Werkstoff und wird für Beplankungen, Tragflächenrippen und Rumpfspanten verwendet. Buche, Birke und Pappel kommen als Sperrholz zur Anwendung. Buchen- oder Birkensperrholz eignen sich für hoch beanspruchte Bauteile, das deutlich leichtere Pappelsperrholz für Rumpfspanten und Rumpfseitenteile. Kiefernholz wird in der Regel für die Holme (Flügelholm ist das tragende Bauteil der Tragfläche) in den Tragflächen verwendet.

 

Folien

Ist das Flugmodell aus Holz gebaut, bekommt es noch eine äußere Hülle aus so genannter Bügelfolie. Das ist eine Polyester-Folie, die auf ihrer Rückseite mit einem Heißkleber bedampft ist. Bei Einwirkung von Hitze beginnt sie zu schrumpfen und der Kleber wird aktiviert. Aufgebracht wird die Folie mit einer Heißluftpistole oder einem Bügeleisen – deshalb sprechen wir von Bügelfolie.

So ist es möglich, die Folie faltenfrei zu straffen und auf dem Bauteil zu verkleben. Doch Vorsicht: Zu große Hitze lässt die Folie schmelzen, es entstehen dann mehr oder minder große Löcher in der Bespannung.

 

GFK und CFK

Die im Modellbau vorwiegend eingesetzten faserverstärkten Kunststoffe werden mit GFK oder CFK bezeichnet. Bei GFK werden Glasfasern verwendet, beim CFK kommen Kohlenstofffasern zum Einsatz, die in Harz eingebettet in fast jede gewünschte Form gebracht werden können.

GFK und CFK sind leichte und hoch belastbare Materialien, sie kommen für leichte Verkleidungen wie Heli-Hauben und Verstärkungen (z.B. in Tragflächen) zum Einsatz. Sie können mit den modellbauüblichen Harzen und Sekundenkleber verarbeitet werden.

 

Aluminium

Aluminium wird insbesondere bei Hubschraubermodellen für hochbelastete Bauteile wie die Taumelscheibe (wesentliches Steuerelement, das sich auf die sich drehenden Rotorblätter auswirkt) und deren Anlenkungen verwendet.

Diese Teile können wir mit hobbytypischen Techniken nicht reparieren – hier ist der Austausch anzuraten.

 

Spritzgussteile

Spritzgussteile werden aus Kunststoff in Formen hergestellt. Um die nötige Stabilität zu erreichen, werden dem Kunststoff ganz kleine Glas- oder Kohlefaserstücke beigemischt.

Diese zumeist schwarzen „Plastik“-Bauteile lassen sich ebenfalls schlecht reparieren und müssen im Reparaturfall getauscht werden.

 

Der richtige Kleber

Wir wissen nun, Schaum ist nicht gleich Schaum, und deswegen ist nicht jeder Kleber für jeden Schaum gleichermaßen geeignet. Und Holz stellt wieder andere Anforderungen an den Klebstoff. Normales Styropor lässt sich z.B. sehr gut mit Weißleim, Epoxid-Harz, PU-Klebern und speziellen Sekundenklebern verarbeiten, normaler Sekundenkleber dagegen frisst nur große Löcher ins Material.

Spezial-Schäume wie z.B. Elapor, Arcel oder Solidpor lassen sich mit Weißleim oder Epoxidharz nicht verkleben. Diese Schäume lassen sich dagegen gut mit normalem Sekundenkleber und PU-Klebern verbinden.

Für Klebungen an Hölzern eignet sich Weißleim und Sekundenkleber.

Vor jeder Klebung sollten die Empfehlungen des Modell-Herstellers in der Bauanleitung und die Infos des Kleber-Beipackzettels beachtet werden. Im Zweifelsfall ist eine Probeklebung durchzuführen.

 

Wann ist er fest?

Neben der Materialverträglichkeit eines Klebers spielt auch dessen Topfzeit bzw. Aushärtezeit eine wichtige Rolle. Unter Topfzeit versteht man die zur Verfügung stehende Zeit, um den Kleber auf das Bauteil zu bringen und die Klebeverbindung auszurichten, bis zum Beginn der Trockenphase. Mit Aushärtezeit bezeichnet man den Zeitraum bis zum Erreichen der Endfestigkeit des Klebers.

5-min-Epoxidharz hat eine Topfzeit von wenigen Minuten (ein bis drei) und eine Aushärtezeit  von ca. 15 bis 20 Minuten. Langzeitharz (24-h-Harz) besitzt dagegen eine Topfzeit von bis zu 60 Minuten, die Aushärtezeit beträgt in der Regel 24 Stunden. Sekundenkleber härtet innerhalb weniger Sekunden aus. Bei der Auswahl eines Klebers kommt es also darauf an, was geklebt werden soll, wie groß die Klebeflächen sind und inwieweit die Bauteile nach dem Zusammenfügen noch zueinander auszurichten sind.

 

Vorsicht beim Umgang

Grundsätzlich sollte der Umgang mit Klebstoffen in gut belüfteten Räumen erfolgen und Hautkontakt vermieden werden, denn Klebstoffe können die Haut und Atemwege reizen. Deshalb sollten bei diesen Arbeiten dünne Einmal-Schutzhandschuhe getragen werden. Dies gilt in besonderem Maß beim Einsatz von Epoxidharzen. Aber auch bei Sekundenkleber kann das nicht schaden, denn dünnflüssiger Sekundenkleber kriecht sehr schnell unbeabsichtigt zwischen Bauteil und Finger – und wie der Name schon sagt, ist er in wenigen Sekunden ausgehärtet.

 

Epoxid-Harz

Diese 2-Komponenten-Klebstoffe bestehen aus Harz (Binder) und Härter (Hardener). Beide sind in einem vorgeschriebenen Mischverhältnis anzurühren.

Epoxid-Harz gibt es mit verschiedenen Topf/Aushärtezeiten – vom 2-Minuten- bis zum 24-Stunden-Harz.

 

PU-Kleber

Polyurethan-Kleber (PU- oder Schaum-Kleber genannt) schäumen nach dem Aufbringen auf dem Bauteil leicht auf und füllen so auch kleine Spalte.

Die Topfzeit liegt je nach Produkt zwischen 10 und 30 Minuten, das Aushärten dauert zwischen einer und 24 Stunden.

 

Kontaktkleber

Im Gegensatz zu allen anderen Klebstoffen wird Kontaktkleber auf beide zu verbindenden Teile aufgetragen. Die Teile können sowohl nass in nass zusammengefügt werden als auch nach dem Abtrocknen der Kleberschicht.

Mit letztgenannter Methode müssen die Teile perfekt aufeinander passen – eine Korrektur des Sitzes ist nur durch Lösen der Verklebung möglich. Falls das mal nötig ist, hilft Waschbenzin zum Lösen des Kontaktklebers.

 

Weißleim

Mit Weißleim werden Holzkleber auf PVAC-Basis bezeichnet. Weißleime werden mit unterschiedlichen Topf- und Härtezeiten angeboten – vom Schnellkleber bis zum 24-Stunden-Leim.

Weißleim ist im flüssigen Zustand wasserlöslich und frei von Lösemitteln.

 

Sekundenkleber

Sekundenkleber (Cyanacrylat-Klebstoff) wird als sehr dünn- oder dickflüssiger Klebstoff angeboten. Dünnflüssige Sekundenkleber werden für die Verklebung von gut passenden Bauteilen mit dünnen Spalten verwendet und härten in wenigen Sekunden. Mit dickflüssigem Sekundenkleber lassen sich die Bauteile nach dem Fügen noch kurzzeitig verschieben.

Mit einem speziellen Aktivator kann der Aushärtevorgang zusätzlich beschleunigt werden. Es gibt verschiedene Arten von Sekundenklebern, die für unterschiedliche Materialien geeignet sind.

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